本發(fā)明屬于生物材料、高分子材料和藥學(xué)載體材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種通過ph敏感鍵載藥的生物可降解的高分子聚合物載體材料的制備。

背景技術(shù)：

新技術(shù)日新月異，藥物新劑型的發(fā)展也是一片欣欣向榮。通過使用高分子聚合物作為載體材料來制備納米粒的給藥方式越來越受到專家學(xué)者的重視，這是種“送快遞”的給藥方式，將難容的、毒副作用大的、生物利用度低的藥物使用聚合物“包裹”成納米粒，主動(dòng)或被動(dòng)的輸送到目標(biāo)位置，提高藥物的有效給藥量，降低毒副作用，提高生物利用度，達(dá)到增強(qiáng)療效的目的。所以在本領(lǐng)域研制的新的藥物劑型是不斷研制的課題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種通過希夫堿載藥兩親性聚碳酸酯聚乙二醇聚合物及其制備方法和應(yīng)用。

本發(fā)明希夫堿結(jié)構(gòu)將疏水性藥物鏈接到生物可降解的兩親性嵌段高分子聚合物載體材料上，不但能夠改善藥物因?yàn)橛H水性不好引起的難以吸收、生物利用度差等一系列缺點(diǎn)，還能在水溶液中制備成聚合物膠束納米給藥系統(tǒng)，具有被動(dòng)靶向作用，也進(jìn)一步提要藥物的生物利用度，降低藥物毒副作用。因此對兩親性嵌段高分子聚合物的研究開發(fā)有重要意義。

本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種通過希夫堿載藥兩親性聚碳酸酯聚乙二醇聚合物，具有如(i)所示的結(jié)構(gòu)式

其中r1為h或ch3；r2為苯或甲基苯；r3為含醛基、酮羰基或經(jīng)修飾后含有醛基、酮羰基的藥物活性結(jié)構(gòu)，x、y、z為聚合度。

優(yōu)選地，其中聚乙二醇嵌段的分子量為1000～20000da，占聚合物結(jié)構(gòu)的總分子量的10％～90％。

優(yōu)選地，所述r3為水溶性較差的藥物，如姜黃素、青蒿素、鬼臼毒素、大黃酸等。

優(yōu)選地，所述通過希夫堿載藥兩親性聚碳酸酯聚乙二醇聚合物的制備方法，包括如下步驟：

1)與通過nah等催化劑拔氫，聚合成醚，得到結(jié)構(gòu)；

2)經(jīng)酸水解后得到結(jié)構(gòu)；

3)結(jié)構(gòu)與三光氣或氯甲酸乙酯在三乙胺或吡啶作用下獲得結(jié)構(gòu)；

4)結(jié)構(gòu)與peg在催化劑作用下聚合，并通過沉淀后得到聚合物結(jié)構(gòu)：

5)對步驟4)獲得的聚合物結(jié)構(gòu)中的硝基進(jìn)行還原得到含氨基聚合物結(jié)構(gòu)；

6)含氨基聚合物與含醛基、酮羰基或經(jīng)修飾后含有醛基、酮羰基的r3活性結(jié)構(gòu)在微酸性環(huán)境通過希夫堿鍵進(jìn)行連接即得到權(quán)利要求1中的目標(biāo)聚合物結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，所述步驟2)中酸水解選用的為ph為1～3的鹽酸或硫酸溶液。

優(yōu)選地，所述步驟4)選用的催化劑為辛酸亞錫、雙(雙三甲基硅基)胺鋅、雙(雙三甲基硅基)胺鉀中的一種。

上述的通過希夫堿載藥兩親性聚碳酸酯聚乙二醇聚合物在制備難溶性抗腫瘤藥物前藥中得以應(yīng)用。

本發(fā)明設(shè)計(jì)的聚合物的親水嵌段采用的是最常用的也是經(jīng)fda批準(zhǔn)的輔料聚乙二醇(peg)，peg作為親水性嵌段時(shí)的分子量一般可以選用1～15000da，peg的水溶性極好，排除體積也較大，因此能夠放置膠束內(nèi)部的相互作用以及膠束的相互聚集而破乳。peg還能夠組織膠束表面同蛋白或者細(xì)胞表面的相互作用，能夠使得保護(hù)的納米?！半[藏起來”，網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)(reticulo-endothelialsystem，res)對納米粒的吞噬攝取得到很大的降低，延長了聚合物膠束包裹的藥物在體內(nèi)的半衰期。

雖然制備膠束的聚合物材料的親水性嵌段通常由peg組成，聚合物的疏水性嵌段選擇較多，如聚氨基酸、聚酯、磷脂、長鏈脂肪酸等，含有這些疏水端的聚合物有較好的理化特性，生物相容性也較好，是制備納米新劑型材料選擇之一。但是這些聚合物的生物降解能力并不理想，他們一般均有較高的疏水性，在生物體內(nèi)降解并不理想。

本發(fā)明使用ph敏感鍵連接疏水性抗腫瘤藥物來修飾親水性較強(qiáng)的聚碳酸酯作為疏水性嵌段，腫瘤部位是一個(gè)微酸性的環(huán)境，當(dāng)聚合物形成的膠束結(jié)構(gòu)在此部位時(shí)會(huì)脫去藥物，留下的親水性骨架可以輕易的進(jìn)一步代謝成無毒性產(chǎn)品，具有較優(yōu)秀的生物相容性，生物可降解性的同時(shí)還具有載藥能力。

本發(fā)明制備的兩親性嵌段聚合物的優(yōu)點(diǎn)如下：

1、聚合物生物相容性好，聚乙二醇，聚碳酸酯都是生物可降解的聚合物，在生物醫(yī)藥行業(yè)具有廣泛的應(yīng)用前景。

2、聚合物可以用于通過ph敏感鍵(希夫堿結(jié)構(gòu))鏈接藥物，鏈接藥物后的聚合物在生物腫瘤組織內(nèi)時(shí)，因?yàn)槟[瘤組織內(nèi)部的微酸性環(huán)境，斷開希夫堿結(jié)構(gòu)，脫去藥物，剩余的骨架結(jié)構(gòu)是一種親水性較強(qiáng)的聚合物，無毒副作用，具有的碳酸酯結(jié)構(gòu)可以很快的被代謝掉，是極好的生物材料。而且可以此特性充分的利用了聚合物的親疏水性，可以用于新劑型的開發(fā)。

3、聚合物的合成制備過程簡單，可以實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)。

附圖說明

圖1：核磁圖；

圖2：核磁圖；

圖3：硝基聚合物核磁圖；

圖4：氨基聚合物核磁圖；

圖5：載姜黃素聚合物核磁圖；

圖6：載雙氫青蒿素聚合物核磁圖；

圖7：載鬼臼毒素聚合物核磁圖；

圖8：載大黃酸聚合物核磁圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明申請材料中有關(guān)的實(shí)驗(yàn)材料和儀器為本領(lǐng)域及相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，有關(guān)實(shí)施案例僅為示例性實(shí)驗(yàn)，并未涵蓋和窮盡了發(fā)明人所有的實(shí)驗(yàn)，目的也僅僅是用實(shí)際案例來闡述發(fā)明設(shè)計(jì)的聚合物結(jié)構(gòu)的制備方法。

實(shí)施例1：通過希夫堿載姜黃素的兩親性聚碳酸酯聚乙二醇聚合物，制備方法如下：

(一)的制備

取一250ml茄型瓶，加入1,1,1-三羥基乙烷(12g，0.1mol)，加入150ml四氫呋喃溶解，加入一水對甲苯磺酸(0.6g，0.3mol)攪拌溶解，完全溶解后逐滴加入苯甲醛(11ml，0.1mol)，室溫?cái)嚢璺磻?yīng)，點(diǎn)板檢測反應(yīng)進(jìn)度，待反應(yīng)完成后旋去四氫呋喃，加入適量水，使用乙酸乙酯萃取，旋去乙酸乙酯，得白色固體，白色固體使用石油醚：乙酸乙酯30：1打漿，過濾，得到的白色固體為目標(biāo)產(chǎn)物，白色固體質(zhì)量16.3g，收率78.4％。

(二)結(jié)構(gòu)的制備：

取制備好的2.08g(10mmol)溶于使用na絲干燥過的50ml四氫呋喃中，攪拌溶解后置0℃冷井中冷卻，分次加入2倍當(dāng)量的nah(60％inoil，0.8g，20mmol)，轉(zhuǎn)移到室溫?cái)嚢?h，加入1.2倍當(dāng)量的對氟硝基苯(1.7g，12mmol)，室溫?cái)嚢璺磻?yīng)，點(diǎn)薄層硅膠色譜(展開系統(tǒng)石油醚：乙酸乙酯＝9：1)確認(rèn)反應(yīng)完全后加少量水猝滅反應(yīng)(4h結(jié)束)，旋去有機(jī)相，加入50ml水，使用乙酸乙酯150ml乙酸乙酯分三次萃取，合并萃取液，旋干，加入使用鹽酸調(diào)節(jié)ph＝1的甲醇：四氫呋喃：水＝1：1：1混合溶液100ml，40℃攪拌酸解反應(yīng)，通過薄層硅膠色譜(石油醚：乙酸乙酯＝1：3)檢測反應(yīng)進(jìn)度，水解完成后通過柱層析色譜分離純化產(chǎn)物，得到白色固體0.79g，收率32.7％，如圖1為產(chǎn)物的核磁圖。

(三)結(jié)構(gòu)的制備：

取步驟(二)中產(chǎn)物2.365g(10mmol)，加入到裝有50ml預(yù)先使用na絲干燥過的四氫呋喃的茄型瓶中攪拌溶解，溶解完全后茄型瓶移入-5℃冷井中冷卻，待溫度平衡后，逐滴加入三乙胺4ml(28.9mmol)，攪拌均勻后，逐滴加入三光氣6g(20mmol)，-5℃攪拌反應(yīng)，反應(yīng)過程中使用薄層層析色譜(石油醚：乙酸乙酯＝5：1)監(jiān)測反應(yīng)進(jìn)度，反應(yīng)完成后，抽濾，收集濾液，滴加幾滴水除去多余的三光氣，使用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)裝置旋去四氫呋喃，使用乙酸乙酯復(fù)溶，溶液使用ph＝7.4的1m磷酸緩沖液200ml洗滌三次，旋干有機(jī)相，使用柱層析硅膠純化，流動(dòng)相石油醚：乙酸乙酯＝5：1，純化獲得1.637g白色固體，收率為62.48％，如圖2為產(chǎn)物的核磁圖。

(四)硝基聚合物的制備

硝基聚合物的制備采用平行的兩種方法進(jìn)行：

方法1：取50ml三頸燒瓶，加入peg40000.2g，0.3g，加入20ml預(yù)先使用鈉絲干燥過并新蒸的甲苯，攪拌溶解，三頸燒瓶左右使用瓶塞密封并預(yù)留氮?dú)馔饪?，中間加帶油封的球型冷凝管，通入氮?dú)猓?30℃油浴攪拌加熱回流，通入氮?dú)?0min后，使用注射器加入辛酸亞錫60mg，130℃反應(yīng)48小時(shí)，反應(yīng)完成后旋去甲苯，使用少量二氯甲烷復(fù)溶，滴加到預(yù)先冷凍好的乙醚中沉淀，反復(fù)沉淀除去未反應(yīng)的單體雜質(zhì)，收集固體，真空干燥，使用核磁檢測并確認(rèn)結(jié)構(gòu)，計(jì)算出分子量，并使用gpc測定分子量。

方法2：取欣威爾玻璃儀器公司的具導(dǎo)氣/真空接口48ml厚壁耐壓瓶，加入peg40000.4g加入0.3g加入5ml無水二氯甲烷，快速滴加雙(雙三甲基硅基)胺鉀100μl，密閉，使用氮?dú)馓鎿Q掉空氣，置50℃水浴加熱攪拌反應(yīng)72小時(shí)，反應(yīng)液處理同方法1中處理方法。

獲得的聚合物的分子量計(jì)算如下：

顯然平行試驗(yàn)中，從聚合結(jié)果來看，方法2優(yōu)于方法1，使用.雙(雙三甲基硅基)胺鉀作為催化劑制備得到的聚合物聚合度更高。

(五)聚合物硝基還原

取步驟(四)中獲得的聚合物，依核磁計(jì)算的分子量，按硝基：鐵粉：氯化銨＝1：10：

1，反應(yīng)溶液為50％(v/v)乙醇水溶液,70℃加熱回流5小時(shí)，反應(yīng)液抽濾，濾液旋去乙醇使用二氯甲烷萃取，萃取液濃縮后使用冰乙醚沉淀，真空干燥后使用核磁檢測。

(六)希夫堿載藥反應(yīng)

姜黃素預(yù)處理：取姜黃素(3.7g，0.01mol)，dmap(0.3g，0.0025mol)攪拌溶解于干燥的二氯甲烷中，溶解完成后，加入edci(7.6g，0.04)，攪拌溶解，加入4甲?；郊姿?4g，0.026mol)，室溫?cái)嚢璺磻?yīng)，點(diǎn)板檢測反應(yīng)進(jìn)度，反應(yīng)完成后即得到經(jīng)醛基修飾過的姜黃素。

姜黃素載藥：使用乙醇為溶劑，加入步驟(五)中的產(chǎn)物70mg，4-甲酰基苯甲酸修飾的姜黃素5mg，溶于少量乙醇中，滴入一滴乙酸，加熱回流反應(yīng)，通過薄層色譜監(jiān)測反應(yīng)進(jìn)度。待對醛基苯甲酸修飾的姜黃素點(diǎn)消失，即獲得目標(biāo)產(chǎn)物，結(jié)構(gòu)核磁如圖5所示。

實(shí)施例2：通過希夫堿載青蒿素的兩親性聚碳酸酯聚乙二醇聚合物，制備方法如下：

步驟(一)至步驟(五)同實(shí)施例1,

步驟(六)希夫堿載藥反應(yīng)

青蒿素預(yù)處理：青蒿素經(jīng)四氫硼鈉還原為雙氫青蒿素備用，取雙氫青蒿素(2.9g，0.01mol)，dmap(0.3g，0.0025mol)攪拌溶解于干燥的二氯甲烷中，溶解完成后，加入edci(7.6g，0.04)，攪拌溶解，加入4甲?；郊姿?4g，0.026mol)，室溫?cái)嚢璺磻?yīng)，點(diǎn)板檢測反應(yīng)進(jìn)度，反應(yīng)完成后即得到經(jīng)醛基修飾過的雙氫青蒿素。

雙氫青蒿素載藥：使用乙醇為溶劑，加入步驟(五)中的產(chǎn)物50mg，4-甲?；郊姿嵝揎椀碾p氫青蒿素10mg，溶于少量乙醇中，滴入一滴乙酸，加熱回流反應(yīng)，通過薄層色譜監(jiān)測反應(yīng)進(jìn)度。待4-甲?；郊姿嵝揎椀碾p氫青蒿素點(diǎn)消失，即獲得目標(biāo)產(chǎn)物，結(jié)構(gòu)如圖6所示。

實(shí)施例3：通過希夫堿載鬼臼毒素的兩親性聚碳酸酯聚乙二醇聚合物，制備方法如下：

步驟(一)至步驟(五)同實(shí)施例1,

步驟(六)希夫堿載藥反應(yīng)

鬼臼毒素預(yù)處理：取鬼臼毒素(4.2g，0.01mol)，dmap(0.3g，0.0025mol)攪拌溶解于干燥的二氯甲烷中，溶解完成后，加入edci(7.6g，0.04)，攪拌溶解，加入4甲酰基苯甲酸(4g，0.026mol)，室溫?cái)嚢璺磻?yīng)，點(diǎn)板檢測反應(yīng)進(jìn)度，反應(yīng)完成后即得到經(jīng)醛基修飾過的鬼臼毒素。

鬼臼毒素載藥：使用乙醇為溶劑，加入步驟(五)中的產(chǎn)物70mg，4-甲酰基苯甲酸修飾的鬼臼毒素20mg，溶于少量乙醇中，滴入一滴乙酸，加熱回流反應(yīng)，通過薄層色譜監(jiān)測反應(yīng)進(jìn)度。待4-甲?；郊姿嵝揎椀墓砭识舅攸c(diǎn)消失，即獲得目標(biāo)產(chǎn)物，聚合物結(jié)構(gòu)核磁如圖7所示。

實(shí)施例4：通過希夫堿載大黃酸的兩親性聚碳酸酯聚乙二醇聚合物，制備方法如下：

步驟(一)至步驟(五)同實(shí)施例1,

步驟(六)希夫堿載藥反應(yīng)

大黃酸預(yù)處理：取大黃酸(2.9g，0.01mol)，dmap(0.3g，0.0025mol)攪拌溶解于干燥的二氯甲烷中，溶解完成后，加入edci(7.6g，0.04)，攪拌溶解，加入對羥基苯甲醛(4g，0.026mol)，室溫?cái)嚢璺磻?yīng)，點(diǎn)板檢測反應(yīng)進(jìn)度，反應(yīng)完成后即得到經(jīng)醛基修飾過的大黃酸。

大黃酸載藥：使用乙醇為溶劑，加入步驟(五)中的產(chǎn)物70mg，對羥基苯甲酸修飾的大黃酸10mg，溶于少量乙醇中，滴入一滴乙酸，加熱回流反應(yīng)，通過薄層色譜監(jiān)測反應(yīng)進(jìn)度。待4-甲?；郊姿嵝揎椀墓砭识舅攸c(diǎn)消失，即獲得目標(biāo)產(chǎn)物，核磁結(jié)構(gòu)如圖8所示。

本發(fā)明將聚乙二醇作為親水嵌段，可通過希夫堿連接難溶性抗腫瘤藥物的碳酸酯結(jié)構(gòu)作為疏水嵌段，制備成不同分子量的多功能生物可降解的聚合物載體材料。該聚合物載體材料具有兩親性特性，可以用于制備該藥物的聚合物納米膠束，能夠提高該難溶性藥物的溶解性和生物利用度，而且聚合物還具有ph敏感性，由于腫瘤部位的微酸性環(huán)境，可實(shí)現(xiàn)靶向性釋放藥物，藥物釋放后剩余的骨架結(jié)構(gòu)親水性較好，可以快速被組織代謝，生物相容性極好。聚合物材料的制備過程簡潔高效，可用于多方向延伸化推廣和大批量的生產(chǎn)制備。